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halo2-repl 简介：基于浏览器的 Javascript halo2 REPL

Kurt Pan XPTY
2023年10月26日 05:53

原文：https://blog.axiom.xyz/halo2-repl/

作者：Roshan, Yi Sun

译者：Kurt Pan

https://www.halo2repl.dev/

今天我们发布了 halo2-repl，这是一个基于浏览器的用 Javascript 写 halo2 的REPL。开发者可以只用标准 Javascript 写 ZK 电路，而无需学习 Rust 等新语言、安装证明库或管理依赖。用 halo2-repl 写的 ZK 电路可以直接在浏览器中编译和验证，意思是你可以立即开始使用 ZK了。我们还在当前版本中包含了一个小电路谜题作为默认电路 - 试着写一个电路来解决该谜题，并将你的解决方案通过 @axiom_xyz 发送给我们！

在底层，halo2-repl 使用 WebAssembly 绑定来允许你的 Javascript 代码调用我们用 Rust 编写的 halo2-lib 库中的 ZK 电路原语。这使开发者能够用熟悉的 Javascript 格式使用 Rust 的强大功能。我们已将这些绑定打包到 halo2-browser 中，该工具套件可以使用 halo2 更轻松地在浏览器内生成证明，我们已将其与该发布一起开源。我们正在对这些库进行同侪审议，希望与社区合作，使在浏览器中部署 ZK 电路变得更加容易。

  • https://github.com/axiom-crypto/halo2-lib
  • https://github.com/axiom-crypto/halo2-browser

此发布得益于之前的大量工作。感谢 Electric Coin Co. 的出色开发者以及以太坊基金会的PSE团队构建了 halo2。对于 REPL 接口，我们明显是从 zkREPL 中汲取了灵感，并且从 Nalin Bhardwaj 的指南中学习了如何将 halo2 编译为 WASM。

  • https://zkrepl.dev/
  • https://zcash.github.io/halo2/user/wasm-port.html

1使用 halo2-repl

要使用 halo2-repl 写 ZK 电路，可以使用标准 Javascript 语法，以及与 halo2-lib 的绑定（文档如下）。

  • https://docs.axiom.xyz/zero-knowledge-proofs/halo2-repl#compute-functions

写完电路后，可以执行以下操作：

  • 测试电路：运行“模拟证明”，填充 ZK 电路中的常量和见证，生成公共输入/输出，但不实际生成 ZK 证明。这应该仅用于测试目的。
  • 生成密钥：为你的 ZK 电路生成证明和验证密钥。生成后，可以在“导出”选项卡下导出验证密钥。
  • 生成证明：实际生成 ZK 证明。这需要运行过“生成密钥”。生成证明后，你可以在“导出”选项卡下下载证明。
  • 验证证明：用验证密钥验证生成的 ZK 证明。目前如果证明和验证密钥都已生成，则此步应该始终通过。

我们很乐意去合并任何增强 halo2-repl 体验的工具或功能。我们能想到的一些包括：导出一个浏览器内的证明者或链上的验证者，允许验证外部证明，以及添加额外的电路绑定。欢迎在 halo2-browser 里提issue！

2使用 halo2-browser 构建 halo2-repl

halo2-browser 库里包括 3 个模块：halo2-wasm、halo2-lib-js 和 halo2-repl。前两个是用作构建 halo2-repl 的工具包，我们也希望它们有助于构建在浏览器中生成 halo2 证明的其他应用程序。

  • https://github.com/axiom-crypto/halo2-browser/tree/main/halo2-wasm
  • https://github.com/axiom-crypto/halo2-browser/tree/main/halo2-lib-js
  • https://github.com/axiom-crypto/halo2-browser/tree/main/halo2-repl

halo2-wasm

halo2-wasm 使用 wasm-bindgen 为所有常见电路操作（如证明、密钥生成和验证）创建 JavaScript 绑定。 halo2-wasm 处理了 Rust 和 JavaScript 之间传递的值的所有序列化和解析工作，并且可以轻松扩展以满足你自己的电路需求。它还包括 halo2-lib-wasm 类，包装了所有常见的 halo2-lib 函数，例如 add 和 mul ，以便可以直接用 JavaScript 编写电路，无需处理 halo2-lib 和 Rust。 halo2-wasm 还包括一个 TypeScript 脚手架 CircuitScaffold ，以方便使用 JavaScript 绑定，而不必担心设置和使用 WASM 二进制文件。

  • https://github.com/rustwasm/wasm-bindgen
  • https://github.com/axiom-crypto/halo2-browser/blob/main/halo2-wasm/src/halo2lib.rs
  • https://github.com/axiom-crypto/halo2-browser/blob/22f80b8ff2fd18648277885c32cc02329d314aae/halo2-wasm/js/web/index.ts#L22

halo2-lib-js

halo2-lib-js 是 halo2-lib 的强类型 eDSL（嵌入式领域特定语言），构建于 TypeScript 中的 halo2-wasm 之上。它使用 TypeScript 定义包装所有 halo2-lib-wasm 函数，并引入 CircuitValue 类来清楚地划分电路内值和 JS 值。电路是 TypeScript 函数，将 halo2-lib/halo2-lib-wasm 里的对象作为输入，并通过调用 halo2-lib-wasm 函数来赋值见证。一旦电路函数运行，就可以在halo2-wasm 中运行密钥生成、证明或任意其他函数。

halo2-repl

halo2-repl 包括我们 REPL 的前端 Next.js 应用程序，使用 halo2-lib-js 和 halo2-wasm 构建。

3基准测试

我们对 halo2-repl 中 halo2-ecc 的 ECDSA 签名验证电路运行了一些简单的基准测试。在特定设置下，我们发现此基准测试任务的浏览器内证明时间低于 10 秒。这些基准测试是在配备 24GB RAM 的 M2 MacBook Air 上通过 Safari 进行的。

  • https://github.com/axiom-crypto/halo2-lib/blob/980b39bcca5b3327aaef6c8d73577d9381bfa899/halo2-ecc/src/ecc/ecdsa.rs#L16
  • https://github.com/axiom-crypto/halo2-browser/blob/04c066e62a4d8d95a6c8fb7329abf77194178f6e/halo2-repl/utils/constants.ts#L4 

4下一步是什么？

我们很高兴你能尝试使用 halo2-repl，并且很高兴看到你用它构建了什么。底层代码是开源的（MIT 许可证），在 halo2-browser 里 ，欢迎贡献！最后，在接下来的几周内，我们将会分享 halo2-repl 如何在 Axiom 的未来版本中发挥作用。